Marc Gillet est Ingénieur général des Ponts, des Eaux et des Forêts.  Il a travaillé à Météo-France sur l’utilisation de techniques nouvelles pour  l’observation et la prévision météorologiques  : recherches à l’aide de  radars Doppler, développement du réseau de radars d’observation des  précipitations, techniques d'observation, satellites météorologiques.

Au sein de la Mission interministérielle de l'effet de serre, il a participé aux négociations de la Convention cadre des Nations-unies sur le changement  climatique, et a été point focal du GIEC pour la France.

Il a contribué à la  création de l’ONERC (Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique) et dirigé cet observatoire.

Il a contribué récemment à la conception et au suivi de projets de  développement de services météorologiques et d'adaptation au  changement climatique en Afrique, pour EuropeAid et la Banque mondiale.